BE1026057A1

BE1026057A1 - Groupe motopropulseur pour véhicule à pédales

Info

Publication number: BE1026057A1
Application number: BE20185128A
Authority: BE
Inventors: Arthur Deleval
Original assignee: E2 Drives Sa
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2018-03-02
Publication date: 2019-09-25
Also published as: CN111788086A; JP7356437B2; JP2021514894A; WO2019166402A1; BE1026057B1; CN111788086B; EP3758971A1; US11772740B2; US20210046998A1

Abstract

Le groupe motopropulseur (1) comprend un axe de pédalier (2) et un premier plateau de sortie (4) ayant un premier axe de rotation (30). Le premier plateau de sortie (4) est couplé avec une chaine ou courroie de transmission (23) de façon à entrainer la roue arrière du véhicule à pédales. Le couplage entre l’axe de pédalier (2) et la chaine ou courroie de transmission (23) passe par un train épicycloïdal tournant autour d’un deuxième axe de rotation (31). L’axe de pédalier (2) est en outre couplé au premier plateau de sortie (4) par une première roue libre (16) agencée pour empêcher le premier plateau de sortie (4) de tourner moins vite que l’axe de pédalier (2) lorsque l’axe de pédalier (2) tourne dans le sens normal de pédalage.

Description

Groupe motopropulseur pour véhicule à pédales Domaine technique [0001] La présente invention concerne un groupe motopropulseur pour véhicule à pédales.

Art antérieur [0002] Le document JP2008-285069A divulgue un groupe motopropulseur pour un véhicule à pédales comprenant un pédalier. Ce groupe motopropulseur comprend un premier et un deuxième moteur, un plateau de sortie, un axe de pédalier et un train épicycloïdal. Le premier moteur est connecté à un planétaire du train épicycloïdal. Le deuxième moteur est connecté à un élément de sortie du train épicycloïdal. L'axe de pédalier est connecté un élément d'entrée du train épicycloïdal. Le premier moteur, le plateau de sortie, l'axe de pédalier et le train épicycloïdal tournent autour du même axe de rotation. Ce groupe motopropulseur comprend en outre une roue libre qui connecte l'élément d'entrée à l'axe de pédalier. Le plateau de sortie entraine une chaine qui entraine la roue arrière, permettant de faire avancer le véhicule à pédales.

[0003] Dans ce groupe motopropulseur connu, si les moteurs ne sont pas alimentés, le couplage ne se fait plus entre l'axe de pédalier et le plateau de sortie, empêchant ainsi de faire avancer le vélo en pédalant. Dans le cas d'un défaillance du circuit électrique ou électronique, le cycliste ne pourra plus faire avancer le vélo en pédalant afin de rentrer chez lui. En outre, dans le cas d'un démarrage ou d'un roulage en côte, le couple fourni par le cycliste est important et risque de faire glisser la transmission donnant ainsi une sensation de roulage désagréable. De plus, dans le cas d'un roulage à faible vitesse en mode non-assisté ou si la batterie est vide, un des deux moteurs va devoir fonctionner en générateur pour alimenter l'autre moteur. Une partie importante de la puissance provenant du cycliste

BE2018/5128 passera par ce chemin de puissance à faible rendement rendant le pédalage particulièrement difficile.

Résumé de l’invention [0004] Un premier objet de la présente invention est de fournir un groupe motopropulseur capable de fournir un bon rendement quelles que soient les conditions de fonctionnement, même sans alimentation électrique. Un deuxième objet de la présente invention est de fournir un groupe motopropulseur dont la transmission ne glisse pas, ce qui rend la conduite plus agréable.

[0005] A cet effet, l'invention propose un groupe motopropulseur pour un véhicule à pédales et comprenant:

• un axe de pédalier agencé de façon à tourner autour d'un premier axe de rotation, • un premier plateau de sortie engrené sur une chaîne ou courroie de transmission de sortie et agencé de façon à tourner autour du premier axe de rotation, • un train épicycloïdal comprenant un élément d'entrée, un élément de sortie et un planétaire, • un premier moteur, • un deuxième moteur, • une première roue libre, et • un dispositif de réduction entre l'élément de sortie du train épicycloïdal et le premier plateau de sortie, l'axe de pédalier étant relié au train épicycloïdal via l'élément d'entrée de façon à former une première entrée du train épicycloïdal, le premier moteur étant relié au train épicycloïdal via le planétaire de façon à former une deuxième entrée du train épicycloïdal, le deuxième moteur est relié à l'élément de sortie du train épicycloïdal de façon à l'entrainer selon un rapport fixe,

BE2018/5128 caractérisé en ce que • l'élément d'entrée, l'élément de sortie et le planétaire sont agencés pour tourner autour d'un deuxième axe de rotation différent du premier axe de rotation, et • la première roue libre est agencée pour empêcher le premier plateau de sortie de tourner moins vite que l'axe de pédalier lorsque l'axe de pédalier tourne dans le sens normal de pédalage.

[0006] L'agencement de la première roue libre, agencée pour empêcher le premier plateau de sortie de tourner moins vite que l'axe de pédalier dans le sens normal de pédalage, fait que l'axe de pédalier entraine le premier plateau de sortie lorsque la vitesse de rotation de l'axe du pédalier dépasse celle du premier plateau de sortie. Cela permet que le pédalier entraine le premier plateau de sortie lorsque la batterie est vide, lorsque les moteurs ne fonctionnent pas ou lorsque le couple fourni par le cycliste est excessif. Il y a alors un entrainement purement mécanique sans glissement entre l'axe de pédalier et le premier plateau de sortie, ce qui réduit les pertes de puissance et donc permet un haut rendement mécanique. En outre, cela diminue les efforts subis par le train épicycloïdal et les autres pièces de transmission du groupe motopropulseur en cas de couple pédalier important.

[0007] Un autre avantage de l'agencement de la première roue libre selon l'invention est qu'en cas de défaillance électrique ou électronique ne permettant plus de contrôler les moteurs, la transmission de puissance depuis le pédalier vers le plateau de sortie sera toujours possible. Le cycliste pourra donc rentrer chez lui en pédalant.

[0008] En général, le groupe motopropulseur selon l'invention permet que la transmission via la roue libre prenne le relais de la transmission via le train épicycloïdal dans certaines situations spécifiques. Cela se produit notamment quand le cycliste fournit un couple important dans le pédalier (par exemple au démarrage ou en forte montée) à cause du temps de

BE2018/5128 latence dans le contrôle du premier moteur (celui relié au planétaire) et des limites de couple de celui-ci.

[0009] Le premier plateau de sortie peut également transmettre une partie de la puissance si le couple instantané sur le pédalier dépasse un certain seuil et que le premier moteur sature à son couple maximal. Pendant la durée de cette poussée sur la pédale, la valeur instantanée du rapport de vitesse du groupe motopropulseur diminue, et par exemple si le rapport de vitesse programmé est faible, il se peut que la première roue libre se mette en action et entraine le premier plateau de sortie qui transmet alors le couple excédentaire du cycliste à la chaine ou courroie de transmission de sortie. Lorsque cela se produit, ce qui peut arriver lorsque l'assistance est activée, la chaîne de transmission reçoit du couple d’une part de l’élément de sortie du train épicycloïdal et d’autre part de l’axe de pédalier. La présence du premier plateau de sortie et de la première roue libre empêche ainsi le rapport de vitesse du groupe motopropulseur d’être inférieure à un. La roue libre est donc particulièrement utile en cas de route montante à forte pente afin d’éviter que la transmission ne glisse.

[0010] La première roue libre est agencée pour permettre une transmission de puissance mécanique depuis l'axe de pédalier vers le premier plateau de sortie. De préférence, la première roue libre est coaxiale au premier axe de rotation. La première roue libre est disposée, préférentiellement directement, entre l’axe de pédalier et le premier plateau de sortie. En position bloquée de la première roue libre, l’axe de pédalier entraine directement le premier plateau de sortie. En position libre de la première roue libre, le premier plateau de sortie peut tourner plus vite que l’axe de pédalier.

[0011] La première roue libre permet que le rapport de vitesse du groupe motopropulseur RVgmp soit toujours supérieur à 1.

[0012] Le dispositif de réduction entre l’élément de sortie du train épicycloïdal et le premier plateau de sortie permet que le premier plateau

BE2018/5128 de sortie tourne plus lentement que l'élément de sortie du train épicycloïdal. Ce dispositif de réduction peut se trouver partiellement hors du carter du groupe motopropulseur, notamment s'il comprend un deuxième plateau de sortie.

[0013] Dans le cadre du présent document, le sens normal de pédalage est le sens de rotation de l'axe du pédalier qui correspond à un mouvement vers l'avant du véhicule à pédales. Au cause des couplages dans le groupe motopropulseur, les éléments du groupe motopropulseur ont de préférence chacun un sens de rotation qui correspond à ce sens normal de pédalage.

[0014] Dans le cadre du présent document, deux éléments connectés ou reliés peuvent être connectés ou reliés directement ou indirectement. Ils peuvent, par exemple, être engrenés directement ou indirectement via au moins une roue dentée intermédiaire, une courroie et/ou un galet.

[0015] Dans le cadre du présent document, les termes « entrée » et « sortie » doivent être compris dans le sens d'une entrée et d'une sortie dans une chaîne cinématique. Une entrée est préférentiellement une entrée en puissance mécanique et une sortie est préférentiellement une sortie en puissance mécanique.

[0016] Dans le cadre du présent document, la raison du train épicycloïdal est le rapport de réduction du train épicycloïdal. Dans le cas d'un train épicycloïdal avec des satellites simples, c'est le rapport entre le diamètre de la couronne et le diamètre du planétaire. La raison du train épicycloïdal est ici de préférence comprise entre cinq et dix.

[0017] Dans le cadre du présent document, un véhicule à pédales peut par exemple être un vélo électrique un vélomoteur, un tricycle. Dans le cadre de ce document, un pedelec est un vélo électrique dont l'assistance électrique doit être coupée au-delà d'un certain seuil de vitesse du vélo.

[0018] Dans le cadre du présent document, « le rapport de vitesse du groupe motopropulseur » est définit comme étant le rapport entre la vitesse

BE2018/5128 du premier plateau de sortie et la vitesse de l'axe du pédalier. Il peut aussi être appelé « paramètre de rapport de vitesses ». C'est un paramètre qui peut être commandé manuellement par le cycliste via une interface de contrôle ou calculé automatiquement par une unité de contrôle en fonction d'autres paramètres.

[0019] Dans le cadre du présent document, un élément agencé de façon à tourner autour d'un axe de rotation est préférentiellement un élément essentiellement symétrique autour de cet axe.

[0020] Dans le cadre du présent document, un rapport fixe entre deux objets signifie que le ratio de leurs vitesses de rotation est constant. Par exemple, le rotor du deuxième moteur entraine l'élément de sortie du train épicycloïdal avec un rapport fixe.

[0021] Dans le cadre du présent document, le« niveau d'assistance du groupe motopropulseur » AR désigne la portion de puissance totale récupérée à la sortie par rapport à la puissance donnée par le cycliste. Il peut être calculé comme étant la somme de la puissance de l'ensemble des deux moteurs et de la puissance du cycliste divisée par la puissance du cycliste. Il peut aussi être appelé « paramètre de niveau d'assistance ». C'est un paramètre qui peut être commandé manuellement par le cycliste via une interface de contrôle ou calculé automatiquement par l'unité de contrôle en fonction d'autres paramètres.

[0022] Dans le cadre du présent document, une mesure de position angulaire est équivalente à une mesure de vitesse angulaire. En effet, le groupe motopropulseur selon l'invention comprend préférentiellement un moyen pour déterminer la vitesse angulaire d'un des moteurs à partir de la position angulaire de ce moteur.

[0023] Dans le cadre du présent document, une mesure de courant est équivalente à une mesure de couple. En effet, le groupe motopropulseur selon l'invention comprend préférentiellement un moyen pour déterminer le couple d'un des moteurs à partir du courant fourni à ce moteur.

BE2018/5128 [0024] Il est intéressant de noter que le groupe motopropulseur a un mode de fonctionnement, qui peut être appelé « mode de fonctionnement assisté normal », dans lequel la première roue libre n'est pas bloquante, ce qui implique que l'entièreté de la puissance cycliste passe par le train épicycloïdal. Ce mode de fonctionnement est celui le plus souvent utilisé par les cyclistes utilisant un vélo électrique.

[0025] Le premier plateau de sortie est engrené directement ou indirectement sur la chaine ou courroie de transmission qui entraine, directement ou indirectement, la roue arrière du véhicule à pédale.

[0026] Le train épicycloïdal comprend une couronne, un porte-satellite et un planétaire. Le porte-satellite comprend des satellites. Le planétaire peut également être appelé planétaire intérieur ou soleil. La couronne peut également être appelée planétaire extérieur. Le planétaire et la couronne sont préférentiellement reliés via les satellites.

[0027] De préférence, le groupe motopropulseur comprend une unité de contrôle pour contrôler les deux moteurs.

[0028] Dans un mode de réalisation de l'invention, un rôle du premier moteur est de gérer le rapport de vitesse du groupe motopropulseur. Le rapport de vitesse du groupe motopropulseur RVgmp est le rapport entre la vitesse angulaire de l'axe du pédalier et la vitesse angulaire du premier plateau de sortie. Le rapport de vitesse du groupe motopropulseur peut par exemple être déterminé sur base d'un paramètre de rapport de vitesses GC (Gear Coefficient en anglais) fourni par le cycliste ou déterminé par l'unité de contrôle afin d'offrir un changement de vitesse automatique au cycliste. Cette détermination peut par exemple être réalisée par un algorithme de passage de vitesses. Le premier moteur est préférentiellement contrôlé en position angulaire ou en vitesse angulaire, par exemple via l'unité de contrôle qui contrôle le premier moteur de telle sorte qu'une consigne de position angulaire ou de vitesse angulaire soit respectée.

BE2018/5128 [0029] Dans un mode de réalisation de l'invention, un rôle du deuxième moteur est de gérer le niveau d’assistance du groupe motopropulseur. Une de ses fonctions est d'assister le mouvement du cycliste en ajoutant ou soustrayant du couple à l’élément de sortie du train épicycloïdal. Préférentiellement, un niveau d’assistance, AR, est déterminé par l'unité de contrôle sur base notamment d’un paramètre de niveau d'assistance. Le paramètre de niveau d’assistance peut être déterminé par l’utilisateur ou de façon automatique par l’unité de contrôle du groupe motopropulseur. Il est préféré que le niveau d’assistance soit indépendant du rapport de vitesse du groupe motopropulseur. Le deuxième moteur est préférentiellement contrôlé en courant ou en couple, par exemple via l'unité de contrôle qui contrôle le deuxième moteur de telle sorte qu’une consigne de courant ou de couple soit respectée.

[0030] Préférentiellement, l’unité de contrôle est connectée électriquement à un élément de mesure d’une position angulaire du premier moteur, à un élément de mesure d’une position angulaire du deuxième moteur, à un élément de mesure d’un courant du premier moteur, et à un élément de mesure d’un courant du deuxième moteur.

[0031] Il est intéressant de noter qu’il n’y a pas de différence fondamentale entre un contrôle en position et un contrôle en vitesse car il existe un lien mathématique direct entre les deux valeurs. La vitesse angulaire est la dérivée temporelle de la position angulaire. Par exemple, contrôler un moteur pour qu’il tourne à une vitesse angulaire constante revient à contrôler un moteur pour qu’il suive une position angulaire évoluant linéairement en fonction du temps.

[0032] De préférence, l’élément d’entrée est un porte-satellite du train épicycloïdal et l’élément de sortie est une couronne du train épicycloïdal.

[0033] Le contrôle des premier et deuxième moteurs peut par exemple être réalisé de la façon suivante.

BE2018/5128 [0034] La vitesse angulaire de la roue arrière du vélo ω^ est proportionnelle à la vitesse angulaire du premier plateau de sortie (o_piat :

Rr· ^ωρΙαί

Avec R_r le rapport de transmission entre la vitesse angulaire de la roue arrière du vélo et la vitesse angulaire du premier plateau de sortie.

[0035] En utilisant l'équation de vitesse du train épicycloïdal, on peut obtenir la vitesse angulaire du premier plateau de sortie qui est donnée par ^ωρΙαί ¹ + ^ωρβά - ^ωΜ1 \

R_Out\ R /

Où R_out est le rapport de réduction entre la couronne et le premier plateau de sortie, R_c est le rapport de démultiplication entre l'axe de pédalier et le porte-satellite, o_M1est la vitesse angulaire du premier moteur, to_ped est la vitesse angulaire du pédalier et R est la raison du train épicycloïdal.

[0036] Ce résultat indique que la vitesse du premier plateau de sortie est une somme pondérée de la vitesse de l'axe de pédalier et de celle du premier moteur. Il montre également qu'il est possible de changer continuellement le rapport de vitesse du groupe motopropulseur en faisant varier la vitesse du premier moteur.

[0037] La vitesse angulaire de l'axe du pédalier peut être déterminée à partir de la vitesse angulaire mesurée du premier moteur et du deuxième moteur ω^₂ ⁵ par n ..mes / ^κ· ^ωΜ2 / I ..mes /R_M2 ^{+ ω}Μ1 ^ωρβά

ÇR + 1).R_C

Où R_M2 est le rapport de réduction entre le deuxième moteur et la couronne. R_M2 est de préférence compris entre 5 et 15.

[0038] La vitesse angulaire du pédalier peut également être mesurée par un capteur de position mesurant la position de l'axe du pédalier.

[0039] L'unité de contrôle peut se baser sur un paramètre de rapport de vitesse GC (pour Gear Coefficient en anglais) et sur la vitesse angulaire

BE2018/5128 mesurée du pédalier pour déterminer la consigne de vitesse angulaire imposée au premier moteur a>^c^^s

[0040]

o^c^^s = -GC.Rc. o_ped Le paramètre GC peut soit être négatif, soit positif. Si le

paramètre GC est négatif, le premier moteur fonctionne en générateur pour alimenter en tout ou en partie le deuxième moteur. Si le paramètre GC est positif, le premier moteur fonctionne en moteur.

[0041]

Il est aussi possible de contrôler le premier moteur en position

angulaire en lui assignant une consigne de position angulaire valant simplement l'intégrale de cette consigne de vitesse (o^c^^s.

[0042]

En combinant les équations précédentes, on obtient l’expression

du rapport de vitesse du groupe motopropulseur RVgmp:

	®plat Rc (GC + R + U RVgmp = „ = _R .i _R ) ^ωρεά “out '
[0043]	Cette expression donne le lien entre le paramètre GC et le

rapport de vitesse du groupe motopropulseur RVgmp. Quand GC est constant, le rapport de vitesse de vitesse du groupe motopropulseur est constant. Plus le paramètre GC est élevé, plus le rapport de vitesse du groupe motopropulseur RVgmp est élevé.

[0044] Quand la première roue libre est bloquante, la vitesse du premier plateau de sortie ()_ρίαί est égale à la vitesse du pédalier co_ped, et le rapport de vitesse du groupe motopropulseur RVgmp vaut 1. C’est la valeur minimale de RVgmp. Le plus petit paramètre de rapport de vitesse GC_min du groupe motopropulseur est déterminé par l’emplacement de cette roue libre et des valeurs de dimensionnement R_c, R_out et R. Il vaut alors

Ä. R_out

GC_min = —---(R + 1) “c [0045] Le groupe motopropulseur selon l’invention permet donc, en fonction du choix des valeurs de R_c, R_out et R, d’obtenir un GC_mln négatif, ce qui permet que le premier moteur fonctionne en générateur.

BE2018/5128 [0046] Dans un exemple de réalisation de l'invention, R est égal à 8, R_out est égal à 1,8 et R_c est égal à 2,7.

[0047] L'équation de couple du expression :

train épicycloïdal donne cette

C

P _ ^cour ^Ml ^— R

CpS (Ä + 1)

Où C_M1 est le couple du premier moteur, C_cour est le couple de la couronne et C_PS est le couple du porte-satellite.

[0048] Le couple du premier moteur C_M1 est donc donné par

C c £ _ ^ped _ ^plat '•ⁿ ~ (R + 1).R_out

Où C_ped est le couple du pédalier et C_ptat est le couple du premier plateau de sortie.

[0049] On a donc

Cped ^— (R + ¹)-R_c-Cmi

Il est ainsi possible de calculer le couple du pédalier C_ped à partir du couple mesuré sur le premier moteur C_M1. Il n'est donc pas nécessaire d'utiliser un capteur de couple comme c'est le cas dans d'autres groupes motopropulseurs pour véhicule à pédales.

[0050] On peut considérer un paramètre de niveau d'assistance AR (pour Assistance Ratio en anglais), par exemple égal au rapport de la puissance totale fournie à la roue sur la puissance fournie par le cycliste Pc. Pour que le groupe motopropulseur assiste le cycliste, le paramètre AR doit donc être supérieur à 1. Le paramètre AR peut, par exemple, être mis à 1 quand le cycliste décide de couper son assistance électrique.

_ Pout _ P_M1 + P_M2 + Pc

AK — ——— — ----—----Pc Pc [0051] En prenant en compte que la puissance vaut le couple multiplié par la vitesse angulaire, il est possible de déterminer le couple du

BE2018/5128 deuxième moteur qui est adéquat pour atteindre le paramètre de niveau d'assistance désiré, sur base du couple du premier moteur C_M1, par l'équation (GC + R + 1) ^Μ2·^Μ2 ™ = _{(R + 1}.

1^ + ¹) K. l_m1

R AR. (R + 1) ^{M2 M1} . &M2 . \GC + R + 1)

C^cM⁰2^ns est donc une consigne de couple ou de courant imposée au deuxième moteur.

[0052] En fonction des valeurs de AR et GC, la consigne de couple du deuxième moteur sera soit positive (fonctionnement en moteur), soit négative (fonctionnement en générateur). La consigne de couple du deuxième moteur sera par exemple négative quand le cycliste décide de pédaler à plus de 25 km/h si le groupe motopropulseur est installé sur un pedelec. En effet, la loi européenne impose une coupure de l'assistance au-delà de 25 km/h pour ce type de véhicule.

[0053] Un développement équivalent peut être écrit pour un mode de réalisation de l'invention où l'élément d'entrée est une couronne du train épicycloïdal et l'élément de sortie est un porte-satellite du train épicycloïdal. Les conclusions en seront similaires.

[0054] Dans un mode de réalisation de l'invention, le groupe motopropulseur est agencé de façon à satisfaire à l'inégalité suivante :

Ä. R_out

GC_min=—^-(R + 1)<0

K-C où :

• R est la raison du train épicycloïdal, • R_out est le rapport de réduction entre l'élément de sortie et le premier plateau de sortie, et • R_c est le rapport de démultiplication entre l'axe de pédalier et l'élément d'entrée.

BE2018/5128 [0055] Cela permet de faire fonctionner le premier moteur en générateur.

[0056] Dans un mode de réalisation de l'invention, au moins un des deux moteurs est un moteur à aimants permanents intérieurs.

[0057] Un moteur à aimants permanents intérieurs (IPM motor en anglais) est un moteur dans lequel les aimants sont à l'intérieur d'un matériau ferromagnétique. Un tel moteur a typiquement un bon rendement sur une large plage de vitesse de rotation, ce qui permet de l'utiliser, en particulier comme deuxième moteur connecté à la sortie, tout en maintenant une large plage en vitesse de rotation.

[0058] Dans un mode de réalisation de l'invention, le groupe motopropulseur comprend un système démultiplication de vitesse entre l'axe de pédalier et l'élément d'entrée du train épicycloïdal, de manière à ce que l'élément d'entrée tourne plus vite que l'axe de pédalier.

[0059] Dans un mode de réalisation de l'invention, le système de démultiplication de vitesse comprend un élément de transmission déformable, par exemple une courroie de démultiplication, qui est de préférence crantée.

[0060] Dans un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de réduction entre l'élément de sortie du train épicycloïdal et le premier plateau de sortie comprend un deuxième plateau de sortie engrené sur la chaine ou courroie de transmission de sortie.

[0061] Ainsi, l'élément de sortie du train épicycloïdal entraine le deuxième plateau de sortie qui entraine la chaine ou courroie de transmission de sortie. La chaîne ou courroie de transmission de sortie entraine le premier plateau de sortie.

[0062] Le deuxième plateau de sortie permet d'entrainer, de préférence directement, la chaine ou courroie de transmission de sortie. Cela permet un assemblage particulièrement aisé du groupe motopropulseur, et le rend particulièrement léger et peu volumineux. De plus, cela diminue le nombre

BE2018/5128 de pièces et donc le cout de fabrication. Cela permet aussi d'obtenir un rendement de transmission du groupe motopropulseur particulièrement élevé.

[0063] Ce deuxième plateau de sortie est de préférence solidaire de l'élément de sortie du train épicycloïdal. Ce deuxième plateau de sortie est de préférence d'un diamètre inférieur au premier plateau de sortie.

[0064] Dans un mode de réalisation de l'invention, le groupe motopropulseur comprend une deuxième roue libre placée entre l'axe de pédalier et l'élément d'entrée du train épicycloïdal de manière à ce que l'axe de pédalier entraine l'élément d'entrée quand l'axe de pédalier tourne dans le sens normal de pédalage et de manière à empêcher que l'axe de pédalier entraine l'élément d'entrée quand le l'axe de pédalier tourne dans un sens inverse au sens normal de pédalage.

[0065] Dans un mode de réalisation de l'invention, le premier moteur est agencé pour être contrôlé en vitesse ou en position et le deuxième moteur est agencé pour être contrôlé en couple ou en courant [0066] Dans un mode de réalisation de l'invention, le premier moteur est agencé pour être contrôlé en vitesse ou en position grâce à une consigne de vitesse qui est déterminée sur base d'une vitesse mesurée de l'élément d'entrée du train épicycloïdal et d'un paramètre (GC) de rapport de vitesse du groupe motopropulseur.

[0067] Dans un mode de réalisation de l'invention, le deuxième moteur est agencé pour être contrôlé en en couple ou en courant grâce à une consigne de couple qui est déterminée sur base d'au moins un couple ou d'un courant mesuré sur le premier moteur et d'un paramètre (AR) de niveau d'assistance.

[0068] Dans un mode de réalisation de l'invention, le deuxième moteur est agencé pour être contrôlé en en couple ou en courant grâce à une consigne de couple qui est proportionnelle au résultat d'un filtrage et/ou d'un décalage temporel d'un courant mesuré sur le premier moteur.

BE2018/5128 [0069] En effet, au lieu d'utiliser le courant mesuré instantané C„l^s, il peut être préférable d'utiliser un signal filtré et/ou décalé du courant mesuré Cmesofin do nolm ilor lo mncinno do mi iront fcons pi. . pl^i ivïömö iyihîoi ir ai in de calculei la consigne de coui ant ^^2 du deuxièi 1 ie 11 loieui.

Cette technique pourrait, par exemple, être utilisée quand les deux moteurs fonctionnent en moteur et qu'on veut lisser l'assistance sur un tour de pédalier, et donc également lisser la puissance provenant de la batterie. [0070] Dans un mode de réalisation de l'invention, le premier moteur est agencé pour être contrôlé en vitesse ou en position grâce à une consigne de vitesse qui est déterminée sur base d'une vitesse de l'élément d'entrée du train épicycloïdal et cette vitesse est déterminée sur base d'une vitesse mesurée du premier moteur et d'une vitesse mesurée du deuxième moteur.

[0071] Dans un mode de réalisation de l'invention, le groupe motopropulseur est agencé pour qu'au moins un des premier et deuxième moteurs puisse fonctionner sans que l'axe de pédalier ne soit actionné. [0072] Cela permet de faire avancer le vélo même quand l'axe de pédalier est à l'arrêt. Cela peut se faire par exemple par une commande sur le guidon. Dans une telle situation, il peut y avoir une motorisation sans pédalage, par exemple au moins le deuxième moteur peut fonctionner. De préférence, dans cette situation, le premier moteur n'est pas piloté en vitesse.

[0073] Dans un mode de réalisation de l'invention, le groupe motopropulseur est agencé pour qu'au moins un des deux moteurs puisse fonctionner en générateur en étant entraîné par la chaîne ou courroie de transmission de sortie via le premier plateau de sortie et le train épicycloïdal.

[0074] Cela permet de freiner de manière électromagnétique le véhicule et ainsi recharger la batterie. L'unité de contrôle est de préférence agencée pour piloter au moins un des deux moteurs en générateur. Le cycliste peut indiquer qu'il désire actionner ce freinage avec recharge de

BE2018/5128 batterie par exemple via une commande sur le guidon ou via un rétropédalage. De préférence, dans cette situation, le premier moteur n'est pas piloté en vitesse.

[0075] L'invention propose en outre un système, par exemple un véhicule à pédales, comprenant un groupe motopropulseur selon un mode de réalisation de l'invention et une chaine ou courroie de transmission de sortie.

Brève description des figures [0076] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles :

- la figure 1 illustre une coupe schématique d'un groupe motopropulseur possible selon un premier mode de réalisation de l'invention;

- la figure 2 montre deux graphes représentant des exemples de rapport de la puissance du premier moteur sur la puissance du cycliste versus le paramètre de rapport de vitesse GC;

- la figure 3 illustre une coupe schématique d'un groupe motopropulseur possible selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; et

- la figure 4 illustre une vue latérale d'un groupe motopropulseur possible selon le deuxième mode de réalisation de l'invention et de la transmission vers une roue arrière du véhicule à pédale.

Modes de réalisation de l’invention [0077] La présente invention est décrite avec des réalisations particulières et des références à des figures mais l'invention n'est pas limitée par cellesci. Les dessins ou figures décrits ne sont que schématiques et ne sont pas limitants.

[0078] Dans le contexte du présent document, les termes « premier » et « deuxième » servent uniquement à différencier les différents éléments et n'impliquent pas d'ordre entre ces éléments.

BE2018/5128 [0079] Sur les figures, les éléments identiques ou analogues peuvent porter les mêmes références.

[0080] La description ci-dessous présente quatre modes de réalisation principaux de l'invention qui sont purement illustratifs, et l'homme du métier comprendra qu'il en existe de nombreux autres. Dans chacun des modes de réalisation de l'invention, le groupe motopropulseur 1 comprend un axe de pédalier 2 et un premier plateau de sortie 4 de même axe de rotation et un train épicycloïdal comprenant un élément d'entrée, un planétaire 5 et un élément de sortie.

[0081] Dans un premier mode de réalisation de l'invention (illustré à la figure 1), l'axe de pédalier 2 est relié à l'élément d'entrée par un premier engrenage qui inverse le sens de rotation et l'élément de sortie est relié au premier plateau de sortie par un dispositif de réduction comprenant un deuxième engrenage qui inverse aussi le sens de rotation.

[0082] Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention (illustré à la figure 3), l'axe de pédalier 2 est relié à l'élément d'entrée par un système de transmission conservant le sens de rotation et l'élément de sortie est relié au premier plateau de sortie par un dispositif de réduction comprenant un deuxième plateau de sortie solidaire de l'élément de sortie et qui garde aussi le sens de rotation. Ce deuxième plateau de sortie est engrené sur la chaîne ou courroie de transmission de sortie.

[0083] Dans un troisième mode de réalisation de l'invention (nonillustré), l'axe de pédalier 2 est relié à l'élément d'entrée par un premier système de transmission conservant le sens de rotation et l'élément de sortie est relié au premier plateau de sortie par une courroie qui conserve aussi le sens de rotation. De préférence, le groupe motopropulseur selon ce troisième mode de réalisation de l'invention ne comprend pas de deuxième plateau de sortie. .

[0084] Dans un quatrième mode de réalisation de l'invention (nonillustré), l'axe de pédalier 2 est relié à l'élément d'entrée par un premier

BE2018/5128 engrenage qui inverse le sens de rotation et l'élément de sortie est relié au premier plateau de sortie par un dispositif de réduction comprenant un deuxième engrenage entraînant un deuxième plateau de sortie et qui inverse aussi le sens de rotation.

[0085] Il est intéressant de noter que chaque mode de réalisation de l'invention est possible en considérant que l'élément d'entrée est le portesatellite et l'élément de sortie est la couronne, ou en considérant que l'élément d'entrée est la couronne et l'élément de sortie est le portesatellite.

[0086] La figure 1 illustre un groupe motopropulseur 1 qui est possible selon un premier mode de réalisation de l'invention. Le groupe motopropulseur 1 comprend un axe de pédalier 2 et un premier plateau de sortie 4 de même axe de rotation. Cet axe peut être appelé premier axe de rotation 30. Le premier plateau de sortie 4 est fixé de manière solidaire à un arbre creux 25, qui est monté sur roulement sur l'axe de pédalier 2. Préférentiellement, l'axe de pédalier 2 est fixé à deux manivelles 18. Préférentiellement, le groupe motopropulseur 1 comprend un carter 19.

[0087] Une première roue libre 16 est placée entre l'axe de pédalier 2 et l'arbre creux 25 de manière à empêcher le premier plateau de sortie 4 de tourner moins vite que l'axe de pédalier 2 quand l'axe de pédalier 2 est actionné dans le sens normal de pédalage (de manière à faire avancer le vélo). Le premier plateau de sortie 4 est donc libre de tourner plus vite que l'axe de pédalier 2 dans le sens normal de pédalage.

[0088] Le groupe motopropulseur 1 comprend un train épicycloïdal agencé pour tourner autour d'un deuxième axe de rotation 31. Le train épicycloïdal comprend un planétaire 5, un porte-satellite 6 et une couronne

9. Le porte-satellite 6 comprend au moins un satellite 8. Le ou les satellites 8 sont arrangés pour tourner autour d'axes 7 du porte-satellite 6. Le ou les satellites 8 sont engrenés avec d'une part le planétaire 5 et d'autre part la couronne 9.

BE2018/5128 [0089] La couronne 9 comprend de préférence une denture interne 10 engrenée avec le ou les satellites 8. La couronne 9 comprend également une denture externe 11 engrenée avec le pignon 12 du deuxième moteur 50.

[0090] Le groupe motopropulseur 1 comprend un premier moteur 40 et un deuxième moteur 50. Le premier moteur 40 comprend un stator 46 et un rotor 47 qui comprend préférentiellement des aimants 48. Le rotor 47 est agencé pour tourner autour du deuxième axe de rotation 31. Le couple du rotor 47 est transmis par un arbre 43 du rotor 47 au planétaire 5. Le deuxième moteur 50 comprend un stator 56 et un rotor 57 qui comprend préférentiellement des aimants 58. Le rotor 57 est agencé pour tourner autour d'un troisième axe de rotation 32. Le couple du rotor 57 est préférentiellement transmis par un arbre 53 du rotor 57 à un pignon 12.

[0091] Préférentiellement, un premier aimant de mesure 42 est fixé à une extrémité de l'arbre 43 du premier moteur 40 et un deuxième aimant de mesure 52 est fixé à une extrémité de l'arbre 53 du deuxième moteur 50.

[0092] Le groupe motopropulseur 1 comprend de préférence une unité de contrôle, de préférence un microcontrôleur. Par exemple, le groupe motopropulseur 1 peut comprendre une carte électronique 20, connectée au premier moteur 40 et au deuxième moteur 50 et contenant l'unité de contrôle (non représentée sur les figures).

[0093] Le groupe motopropulseur 1 comprend préférentiellement un élément de mesure de courant du premier moteur 40 et un élément de mesure de courant du deuxième moteur 50.

[0094] Préférentiellement, un premier capteur 41 est fixé à la carte électronique 20, approximativement dans l'axe du deuxième axe de rotation 31. Le premier capteur 41 et le premier aimant de mesure 42 font partie d'un élément de mesure de position angulaire du rotor 47 du premier moteur 40.

BE2018/5128 [0095] Préférentiellement, un deuxième capteur 51 est fixé à la carte de circuit imprimé 20, approximativement dans l'axe du troisième axe de rotation 32. Le deuxième capteur 51 et le deuxième aimant de mesure 52 font partie d'un élément de mesure de position angulaire du rotor 57 du deuxième moteur 50.

[0096] Le pignon 12 est de préférence solidaire du rotor 57 du deuxième moteur 50, de façon à tourner avec ce rotor 57. Le pignon 12 est engrené, préférentiellement directement, sur une denture externe 11 de la couronne 9. Le pignon 12 a un diamètre inférieur à celui de la couronne 9, le but étant de diminuer la vitesse de rotation par rapport à celle du moteur. [0097] De préférence, le planétaire 5 est solidaire du rotor 47 du premier moteur 40 de façon à tourner avec ce rotor 47.

[0098] De préférence, le groupe motopropulseur 1 comprend d'un système de démultiplication de vitesse entre l'axe de pédalier 2 et l'élément d'entrée du train épicycloïdal. Ce système de démultiplication de vitesse peut par exemple comprendre une première roue d'entrée 13 entraînée par de l'axe de pédalier 2 quand l'axe de pédalier 2 est actionné dans son sens normal de pédalage. La première roue d'entrée 13 entraine une deuxième roue d'entrée 14. La deuxième roue d'entrée 14 entraine le porte-satellite 6, qui est l'élément d'entrée du train épicycloïdal dans le mode de réalisation de l'invention illustré à la figure 1. La première roue d'entrée 13 est de préférence solidaire de l'axe de pédalier 2 ou connectée à l'axe de pédalier par le biais d'une deuxième roue libre 17 optionnelle. De préférence, la deuxième roue d'entrée 14 est solidaire du porte-satellite

6. La première roue d'entrée 13 a un diamètre plus grand que la deuxième roue d'entrée 14.

[0099] La présence de la deuxième roue libre 17 permet une plus grande flexibilité de contrôle du groupe motopropulseur 1 car, grâce à elle, le deuxième moteur 50 peut tourner dans son sens normal de fonctionnement sans actionner l'axe de pédalier 2. Cela permet, par

BE2018/5128 exemple, d'utiliser la motorisation, en alimentant au moins un des deux moteurs 40, 50, à l'aide d'une commande au guidon par exemple, sans que le cycliste n'actionne le pédalier. Ainsi, le véhicule à pédale peut avancer sans rotation de l'axe de pédalier 2. Il est intéressant de noter que le contrôle des moteurs dans ce mode de fonctionnement spécifique peut être différent du contrôle des moteurs quand l'axe de pédalier 2 est actionné. [0100] La puissance issue de la combinaison des puissances du premier moteur 40, du deuxième moteur 50 et du cycliste est, de préférence, transférée au premier plateau de sortie 4 par le biais d'un dispositif de réduction de vitesse. Le dispositif de réduction illustré à la figure 1 comprend une première roue de sortie 3, solidaire de la couronne 9 et une deuxième roue de sortie 15. La première roue de sortie 3 entraine la deuxième roue de sortie 15, elle-même solidaire de l'arbre creux de sortie 25 et du plateau du premier plateau de sortie 4. La première roue de sortie 3 a un diamètre plus petit que la deuxième roue de sortie 15.

[0101] La figure 2 montre deux graphes représentant un exemple de rapport de la puissance du premier moteur sur la puissance du cycliste 62 versus le paramètre de rapport de vitesse GC 61. La plage de rapport de vitesse du groupe motopropulseur est la même pour ces deux graphes. Le plage de rapport de vitesse peut être définie comme le ratio du rapport de vitesse maximal du groupe motopropulseur sur le rapport de vitesse minimal du groupe motopropulseur.

[0102] La figure 2a est un exemple d'un tel graphe 63 dans un mode de réalisation du groupe motopropulseur selon l'invention où la raison du train épicycloïdal, le rapport de réduction entre l'élément de sortie et le premier plateau de sortie 4 et le rapport de démultiplication entre l'axe de pédalier 2 et l'élément d'entrée sont choisis tel que GCmin soit positif :

R. Rnut

GC_min=—^-(R + r)>0 “c

BE2018/5128 [0103] Dans ce cas, le premier moteur 40 tourne uniquement dans le sens de rotation correspondant à un fonctionnement en moteur, c’est-à-dire avec un GC pouvant évoluer dans la zone positive.

[0104] La figure 2b est un exemple d’un tel graphe 64 dans un mode de réalisation du groupe motopropulseur selon l’invention où la raison du train épicycloïdal, le rapport de réduction entre l’élément de sortie et le premier plateau de sortie 4 et le rapport de démultiplication entre l’axe de pédalier 2 et l’élément d’entrée sont choisis pour que tel que GC_min soit négatif :

Ä. R_our

GC^^—^-ÇR + ÏXO

K-C [0105] Dans ce cas, le premier moteur 40 peut tourner dans les deux sens de rotation, pouvant ainsi fonctionner en moteur ou générateur, c’està-dire avec un GC pouvant évoluer dans la zone négative et positive.

[0106] Il est à noter que le rapport entre la puissance fournie par le premier moteur et la puissance fournie par le cycliste P_M1/P_c est indépendant du niveau d’assistance AR. Ainsi quand AR vaut 1 (AR = Pout/Pc), cela veut dire que la puissance à la sortie du groupe motopropulseur est égale à la puissance fournie par le cycliste, autrement dit le cycliste n’est pas assisté. Dans ce cas, la puissance mécanique fournie par un moteur doit être freinée par l’autre moteur.. Dans ce mode de fonctionnement, un moteur fonctionne en générateur pour alimenter l’autre moteur. On peut dire qu’il y a donc un transfert de puissance entre les deux moteurs. Ce mode non-assisté, où AR vaut 1, est forcé par l’unité de contrôle au-delà de 25 km/h pour les pedelecs.

[0107] Ce fonctionnement occasionne des pertes importantes qui sont égales au produit du rendement du premier moteur par le rendement du deuxième. Il est donc intéressant de minimiser la partie de puissance provenant du cycliste qui empreinte ce chemin de puissance à bas rendement (appelée « puissance de transfert entre moteurs »). Cette puissance de transfert entre moteur est en fait égale au ratio « P_M1/P_c », qui

BE2018/5128 est l'ordonnée des graphes de la figure 2. Ainsi, la quantité de transfert de puissance entre moteurs sera plus faible dans le cas de la figure 2b.

[0108] Par conséquent, la comparaison entre les figures 2a et 2b montre que la situation de la figure 2b est préférable au niveau du rendement en mode non-assisté que la situation de la figure 2a.

[0109] Une réduction du rapport P_M1/PC a aussi comme avantage de pouvoir réduire la taille du premier moteur 40, et ainsi réduire le poids et la taille du groupe motopropulseur.

[0110] Il est intéressant de noter que la possibilité de faire tourner le premier moteur en générateur est lié à l'emplacement de la première roue libre, ainsi qu'au dispositif de réduction entre l'élément de sortie du train épicycloïdal le premier plateau de sortie et au décalage entre le premier et le deuxième axe de rotation. En effet, cet agencement du groupe motopropulseur permet que R_out soit différent de 1 et que R_c soit potentiellement différent de 1, ce qui permet d'obtenir n'importe quelle valeur de GC_mln négative tout en ayant un système de blocage purement mécanique du plus petit rapport de vitesse du groupe motopropulseur.

[0111] La figure 3 illustre un groupe motopropulseur 1 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans le deuxième mode de réalisation de l'invention, le système de transmission entre l'axe de pédalier 2 et l'élément d'entrée du train épicycloïdal conserve le sens de rotation. Il comprend préférentiellement une courroie crantée 21.

[0112] Le système de transmission conservant le sens de rotation peut être par exemple un élément de transmission déformable, un double étage d'engrenage ou un engrenage où l'une des roues dentées a une denture interne car, dans chacun de ces systèmes de transmission, le sens de rotation d'entrée est identique au sens de rotation de sortie.

[0113] La transmission par élément de transmission déformable, contrairement à la transmission par engrenage, laisse le choix de l'entraxe entre les éléments en rotation à ses deux extrémités. Cela donne

BE2018/5128 beaucoup de liberté de conception. Cela permet aussi d'obtenir un grand rapport de démultiplication entre l'axe de pédalier et la première entrée du train épicycloïdal sans augmenter la taille du système. Ce grand rapport de démultiplication permet de sous-dimensionner le train épicycloïdal, ce qui diminue le poids du groupe motopropulseur. Il permet également de réduire la taille des moteurs électriques. Cela permet donc d'augmenter le rapport de démultiplication entre l'axe du pédalier et le premier élément d'entrée sans augmenter la taille du groupe motopropulseur.

[0114] En outre, l'utilisation d'un élément de transmission déformable pour démultiplier la vitesse de l'axe du pédalier jusqu'à la première entrée du train épicycloïdal permet d'obtenir un écart particulièrement grand entre l'axe de pédalier et l'axe du train épicycloïdal. Il est ainsi possible d'augmenter la taille de la couronne du train épicycloïdal pour en augmenter sa raison. Le but d'augmenter la raison du train épicycloïdal et d'augmenter la vitesse des deux moteurs électriques et d'ainsi diminuer la taille de ces moteurs. Cela réduit le poids et le volume du groupe motopropulseur. De cette manière, il est possible de réduire le diamètre des deux moteurs électriques, ce qui permet de les positionner tous les deux du même côté du groupe motopropulseur.

[0115] L'utilisation d'un système de transmission par courroie permet d'isoler le pédalier des vibrations pouvant venir des moteurs électriques ou de la transmission. Elle amortit ainsi les vibrations ressenties par le cycliste dans les pieds, améliorant ainsi son confort.

[0116] Dans le deuxième mode de réalisation de l'invention, le groupe motopropulseur 1 contient deux plateaux de sortie engrenés sur la même chaine ou courroie 23 de transmission à la roue arrière du véhicule. Le premier plateau de sortie 4 est centré sur le premier axe de rotation 30 et un deuxième plateau 26 est centré sur le deuxième axe de rotation 31. La première roue libre 16 est placée entre l'axe de pédalier 2 et le premier plateau de sortie 4 et empêche ce dernier de tourner moins vite que l'axe

BE2018/5128 de pédalier 2 quand le pédalier est actionné dans le sens normal de pédalage.

[0117] Le premier plateau de sortie 4, tournant autour d'un autre axe que le deuxième plateau de sortie 26, permet de guider la chaîne ou courroie de transmission de sortie autour de l'axe du pédalier 2 afin d'écarter le brin inférieur et le brin supérieur de la chaîne. De préférence, le premier et deuxième plateaux de sortie sont situés à l'extérieur d'un carter du groupe motopropulseur.

[0118] En mode de fonctionnement assisté normal, le groupe motopropulseur 1 selon le deuxième mode de réalisation de l'invention peut par exemple fonctionner de la façon suivante. L'axe de pédalier 2 et le deuxième moteur 50 entraînent le porte-satellite 6, l'entrainement entre l'axe de pédalier 2 et le porte-satellite 6 passant par la courroie crantée 21. Le porte-satellite 6 est l'élément d'entrée du train épicycloïdal. Le premier moteur 40 entraine le planétaire 5. La porte-satellite 6 et le planétaire 5 entraînent la couronne 9, qui est l'élément de sortie du train épicycloïdal. La couronne 9 entraine le deuxième plateau de sortie 26, qui est lui-même engrené sur la chaîne de transmission (transmettant la puissance à la roue arrière du véhicule). La vitesse de rotation du deuxième plateau de sortie 26 sera égale à une somme pondérée de la vitesse de rotation du portesatellite 6 et de la vitesse de rotation du planétaire 5. En augmentant la vitesse de rotation du planétaire 5, il est donc possible d'augmenter la vitesse du deuxième plateau de sortie 26, en gardant une vitesse de rotation constante au niveau de l'axe de pédalier 2. Il s'agit donc d'une transmission continuellement variable (CVT).

[0119] La couronne 9 est de préférence montée sur un arbre creux 27, qui est lui-même monté sur roulement autour de l'axe de rotation 31. L'arbre creux 27 traverse la paroi latérale du carter 19, de façon à ce que le deuxième plateau de sortie 26, qui est fixé à la couronne 9, soit situé hors du carter 19.

BE2018/5128 [0120] La première roue libre 16 empêche le premier plateau de sortie 4 de tourner moins vite que l'axe de pédalier 2 quand l'axe de pédalier 2 tourne dans le sens normal de pédalage. Un but de cette roue libre 16 est que rapport de vitesse du groupe motopropulseur ne puisse être inférieur à

1. Cet emplacement de la première roue libre 16 permet, en cas de couple de pédalage important, d'éviter un couple élevé dans le reste de la transmission. Ainsi, certaines parties du groupe motopropulseur ne subissent pas ce couple élevé. C'est particulièrement intéressant de préserver notamment de cette façon le train épicycloïdal et le système de transmission entre l'axe de pédalier 2 et le premier élément d'entrée du train épicycloïdal lorsqu'il comprend un élément de transmission déformable comme une courroie 21. En effet, les courroies crantées ne supportent pas de couples élevés.

[0121] La première roue libre 16 est agencée pour permettre une transmission de puissance mécanique directe depuis l'axe de pédalier 2 vers le premier plateau de sortie 4. La première roue libre 16 est disposée, préférentiellement directement, entre l'axe de pédalier 2 et le premier plateau de sortie 4. En position bloquée, l'axe de pédalier 2 entraine directement le premier plateau de sortie 4. En position libre, le premier plateau de sortie 4 peut tourner plus vite que l'axe de pédalier 2.

[0122] En outre, la première roue libre permet que, sous certaines conditions, l'axe de pédalier 2 entraine directement le premier plateau de sortie 4, qui lui-même entraine la chaine ou courroie de transmission de sortie qui entraine la roue arrière. Toute la puissance du pédalage est alors directement transmise à la chaîne de transmission ou courroie de sortie via le premier plateau de sortie 4. Le reste du système de transmission, dont le train épicycloïdal, n'est donc pas chargé, ce qui permet un haut rendement mécanique. Cela se produit par exemple si le système électrique du groupe motopropulseur est mis hors tension ou si l'assistance

BE2018/5128 est désactivée et que le plus petit rapport de vitesse du groupe motopropulseur est sélectionné.

[0123] Le premier plateau de sortie 4 peut également transmettre une partie de la puissance si le couple instantané sur le pédalier dépasse un certain seuil et que le premier moteur 40 sature à son couple maximal. Pendant la durée de cette poussée sur la pédale, la valeur instantanée du rapport de vitesse du groupe motopropulseur diminue, et par exemple si le rapport de vitesse programmé est faible, il se peut que la première roue libre 16 se mette en action et entraine le premier plateau de sortie 4 qui transmet alors le couple excédentaire du cycliste à la chaine ou courroie de transmission de sortie. Lorsque cela se produit, ce qui peut arriver lorsque l'assistance est activée, la chaîne ou courroie de transmission de sortie reçoit de la puissance d'une part via le train épicycloïdal et le deuxième plateau de sortie 26 et d'autre part via le premier plateau de sortie 4. La présence du premier plateau de sortie 4 et de la première roue libre 16 empêche ainsi le rapport de vitesse du groupe motopropulseur d'être inférieure à 1 et donc empêche la transmission de glisser, ce qui est néfaste pour l'agrément de conduite.

[0124] La figure 4 illustre une vue latérale du groupe motopropulseur selon un mode de réalisation de l'invention et de la transmission vers une roue arrière du véhicule à pédale. Cela peut par exemple être le groupe motopropulseur selon le deuxième mode de réalisation de l'invention.

[0125] La figure 4 illustre un groupe motopropulseur 1, une chaîne de transmission de sortie 23, un pignon 24 de roue arrière et un galet tendeur

22. La chaîne de transmission de sortie 23 comprend un brin supérieur 23a, un brin inférieur 23b et un brin intermédiaire 23c. Le brin intermédiaire 23c est la partie de la chaîne de transmission de sortie 23 se trouve entre le deuxième plateau de sortie 26 et le premier plateau de sortie 4.

[0126] Le rôle du galet tendeur 22 est de reprendre le mou de la chaîne ou courroie de transmission de sortie 23 quand la transmission est mise

BE2018/5128 sous charge. Il permet que le brin intermédiaire 23c reste tendu. Ce galet tendeur 22 peut être intégré au groupe motopropulseur 1 ou être fixé sur le cadre du véhicule à pédales. Il est placé de façon à être en contact avec le brin inférieur 23b. Il est également possible d'envisager un fonctionnement fixe sans galet tendeur 22.

[0127] Dans le mode de fonctionnement assisté normal du groupe motopropulseur 1 selon le deuxième mode de réalisation, c'est le deuxième plateau de sortie 26 qui transmet la puissance à la ou aux roue(s) du véhicule. Le deuxième plateau de sortie 26 entraine la chaine ou courroie de transmission de sortie 23. Le premier plateau de sortie 4, étant engrené sur la même chaine de transmission 23 que le deuxième plateau de sortie 26, tourne à vide à une vitesse plus élevée que l'axe de pédalier 2. Le premier plateau de sortie 4 est désolidarisé de l'axe de pédalier 2 par l'intermédiaire de la première roue libre 16. Un premier rôle du premier plateau de sortie 4 est de guider la chaîne de transmission 23 autour de l'axe du pédalier 2, augmentant ainsi l'écart entre le brin de chaine supérieur 23a et le brin de chaîne inférieur 23b. De cette manière, il y a suffisamment de place pour le passage de la base arrière droite du cadre dans le cas où le système de propulsion est installé sur un cadre de vélo. Cette base arrière droite est un tube du cadre reliant le point de fixation de la roue arrière à une patte de fixation du groupe motopropulseur. Elle n'est pas représentée à la figure 4.

[0128] Dans certains modes de fonctionnement particuliers, la première roue libre 16 se bloque et empêche le premier plateau de sortie 4 de tourner moins vite que l'axe du pédalier 2. Dans ce cas, le premier plateau de sortie 4 entraine, en tout ou en partie, la chaine de transmission de sortie 23, et donc également le deuxième plateau de sortie 26. Si le système électrique est mis hors-tension et/ou si l'assistance est désactivée et que le plus petit rapport de vitesse du groupe motopropulseur 1 est sélectionné (soit par l'utilisateur soit par le système de contrôle), toute la

BE2018/5128 puissance du cycliste est alors transmise à la chaîne de transmission 23 via le premier plateau de sortie 4. Le reste de la transmission n'est donc pas chargé et la transmission est à haut rendement mécanique.

[0129] Le premier plateau de sortie 4 peut également transmettre une partie de la puissance si le couple instantané du cycliste dépasse un certain seuil et que le premier moteur 40 sature à son couple maximal. Pendant la durée de cette poussée sur la pédale, la valeur instantanée du rapport de vitesse du groupe motopropulseur va diminuer, et si le rapport de vitesse programmé est faible, il se peut que la première roue libre 16 se mette en action et entraine le premier plateau de sortie 4 qui transmettra le couple excédentaire du cycliste à la chaine de transmission 23. L'interaction du premier plateau de sortie 4 et de la première roue libre 16 empêche le rapport de vitesse du groupe motopropulseur d'atteindre une valeur inférieure à 1.

[0130] En d'autres termes, l'invention se rapporte à un groupe motopropulseur 1 de véhicule à pédales. Le groupe motopropulseur 1 comprend un axe de pédalier 2 et un premier plateau de sortie 4 ayant un premier axe de rotation 30. Le premier plateau de sortie 4 est couplé avec une chaîne ou courroie de transmission 23 de façon à entrainer la roue arrière du véhicule à pédales. Le couplage entre l'axe de pédalier 2 et la chaîne ou courroie de transmission 23 passe par un train épicycloïdal tournant autour d'un deuxième axe de rotation 31. L'axe de pédalier 2 est en outre couplé au premier plateau de sortie 4 par une première roue libre 16 agencée pour empêcher le premier plateau de sortie 4 de tourner moins vite que l'axe de pédalier 2 lorsque l'axe de pédalier 2 tourne dans le sens normal de pédalage.

[0131] La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. D'une manière générale, la présente invention n'est pas limitée aux exemples illustrés et/ou décrits ci

BE2018/5128 dessus. L'usage des verbes « comprendre », « inclure », « comporter », ou toute autre variante, ainsi que leurs conjugaisons, ne peut en aucune façon exclure la présence d'éléments autres que ceux mentionnés. L'usage de l'article indéfini « un », « une », ou de l'article défini « le », « la » ou « l' », pour introduire un élément n'exclut pas la présence d'une pluralité de ces éléments. Les numéros de référence dans les revendications ne limitent pas leur portée.

Claims

Revendications

1. Groupe motopropulseur (1 ) pour un véhicule à pédales et comprenant:

• un axe de pédalier (2) agencé de façon à tourner autour d'un premier axe de rotation (30), • un premier plateau de sortie (4) engrené sur une chaîne ou courroie de transmission de sortie (23) et agencé de façon à tourner autour du premier axe de rotation (30), • un train épicycloïdal comprenant un élément d'entrée, un élément de sortie et un planétaire (5), • un premier moteur (40), • un deuxième moteur (50), • une première roue libre (16), et • un dispositif de réduction entre l'élément de sortie du train épicycloïdal le premier plateau de sortie (4), l'axe de pédalier (2) étant relié au train épicycloïdal via l'élément d'entrée de façon à former une première entrée du train épicycloïdal, le premier moteur (40) étant relié au train épicycloïdal via le planétaire (5) de façon à former une deuxième entrée du train épicycloïdal, le deuxième moteur (50) est relié à l'élément de sortie du train épicycloïdal de façon à l'entrainer selon un rapport fixe, caractérisé en ce que • l'élément d'entrée, l'élément de sortie et le planétaire (5) sont agencés pour tourner autour d'un deuxième axe de rotation (31 ) différent du premier axe de rotation (30), et • la première roue libre (16) est agencée pour empêcher le premier plateau de sortie (4) de tourner moins vite que l'axe de pédalier (2) lorsque l'axe de pédalier (2) tourne dans le sens normal de pédalage.

BE2018/5128
2. Groupe motopropulseur selon la revendication 1, agencé de façon à satisfaire à l’inégalité suivante :

R. Rout _D - (Ä + 1) < 0 où : • • • R est la raison du train épicycloïdal, R_out est le rapport de réduction entre l’élément de sortie et le premier plateau de sortie (4), et R_c est le rapport de démultiplication entre l’axe de pédalier (2) et l’élément d’entrée.
3. Groupe motopropulseur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un des deux moteurs (40 ; 50) est un moteur à aimants permanents intérieurs.
4. Groupe motopropulseur selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un système démultiplication de vitesse entre l’axe de pédalier (2) et l’élément d’entrée du train épicycloïdal, de manière à ce que l’élément d’entrée tourne plus vite que l’axe de pédalier (2).
5. Groupe motopropulseur selon la revendication précédente, dans lequel le système de démultiplication de vitesse comprend un élément de transmission déformable, par exemple une courroie de démultiplication (21), qui est de préférence crantée.

BE2018/5128
6. Groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de réduction entre l'élément de sortie du train épicycloïdal et le premier plateau de sortie (4) comprend un deuxième plateau de sortie (26) engrené sur la chaine ou courroie de transmission de sortie (23).
7. Groupe motopropulseur selon la revendication précédente, dans lequel le deuxième plateau de sortie (26) est solidaire de l'élément de sortie du train épicycloïdal.
8. Groupe motopropulseur selon la revendication 6 ou7, dans lequel le deuxième plateau de sortie (26) est d'un diamètre inférieur à celui du premier plateau de sortie (4).
9. Groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une deuxième roue libre (17) placée entre l'axe de pédalier (2) et l'élément d'entrée du train épicycloïdal de manière à ce que l'axe de pédalier (2) entraine l'élément d'entrée quand l'axe de pédalier (2) tourne dans le sens normal de pédalage et de manière à empêcher que l'axe de pédalier(2) entraine l'élément d'entrée quand le l'axe de pédalier (2) tourne dans un sens inverse au sens normal de pédalage.
10. Groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'élément d'entrée est un porte-satellite (6) du train épicycloïdal et l'élément de sortie est une couronne (9) du train épicycloïdal.
11. Groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel l'élément d'entrée est une couronne (9) du train

BE2018/5128 épicycloïdal et l'élément de sortie est un porte-satellite (6) du train épicycloïdal.
12. Groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier moteur (40) est agencé pour être contrôlé en vitesse ou en position et le deuxième moteur (50) est agencé pour être contrôlé en couple ou en courant.
13. Groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier moteur (40) est agencé pour être contrôlé en vitesse ou en position grâce à une consigne de vitesse qui est déterminée sur base d'une vitesse mesurée de l'élément d'entrée du train épicycloïdal et d'un paramètre (GC) de rapport de vitesse du groupe motopropulseur.
14. Groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième moteur (50) est agencé pour être contrôlé en en couple ou en courant grâce à une consigne de couple qui est déterminée sur base d'au moins un couple ou d'un courant mesuré sur le premier moteur (40) et d'un paramètre (AR) de niveau d'assistance.
15. Groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième moteur (50) est agencé pour être contrôlé en en couple ou en courant grâce à une consigne de couple qui est proportionnelle au résultat d'un filtrage et/ou d'un décalage temporel d'un courant mesuré sur le premier moteur (40).
16. Groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier moteur (40) est agencé pour être contrôlé en vitesse ou en position grâce à une consigne de vitesse qui est

BE2018/5128 déterminée sur base d'une vitesse de l'élément d'entrée du train épicycloïdal et dans lequel cette vitesse est déterminée sur base d'une vitesse mesurée du premier moteur (40) et d'une vitesse mesurée du deuxième moteur (50).
17. Groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, agencé pour qu'au moins un des premier (40) et deuxième (50) moteurs puisse fonctionner sans que l'axe de pédalier (2) ne soit actionné.
18. Groupe motopropulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, agencé pour qu'au moins des deux moteurs puisse fonctionner en générateur en étant entrainé par la chaine ou courroie de transmission de sortie (23) via le premier plateau de sortie (4) et le train épicycloïdal.
19. Véhicule à pédales comprenant un groupe motopropulseur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes et une chaine ou courroie de transmission de sortie (23).